Viena joslas diodes lāzers ar plašu pielietojumu, plašs viļņu garuma diapazons

Jul 03, 2017

Atstāj ziņu

Viena joslas diodes lāzers ir visstraujāk augošie un pēdējos gados plaši izmantotie lāzeri. Viņa attīstība nav atdalāma no pusvadītāju lāzeru izstrādes. Pirmo rubīna lāzeru 1960. gada debija. 1962. gadā iznāca pirmie homogēnie mezgla gallija arsenīda pusvadītāju lāzeri. 1963. gadā Ņūmens vispirms ierosināja izmantot pusvadītāju kā cietvielu lāzera sūkņa avota koncepciju. Palielinoties LD izejas jaudai, Ross 1968. gadā vispirms saprata, ka tiek izmantots GaAs lāzera diodes sūknēts Nd: YAG lāzers. Pirmo reizi 1973. gadā tika ziņots par impulsa LD gala sūknētiem Nd: YAG lāzeriem, kas norādīja uz gala sūknēšanas priekšrocībām. Chesler un Singh sniedz gala sūknētā lāzera teorētisko modeli daudzšķērsvirziena un viena šķērsvirziena režīmā, un teorētiskais sūkņa slieksnis, kas balstīts uz vienota sūkņa pieņēmumu, būtībā atbilst eksperimenta rezultātiem. 1976. gadā nepārtrauktai darbībai istabas temperatūrā tika sūknēti Nd: YAG lāzeri ar ultravioletajām diodēm. Kopš 1980. gadiem pusvadītāju lāzers un tā pētniecības darbu klāsts ir guvis ievērojamu izrāvienu, ievērojami veicinājis cietvielu lāzera ierīču, tehnoloģiju un lietojumprogrammu attīstību un izraisījis cietvielu lāzeru visaptverošu atdzimšanu. Līdz ar kvantu urbumu struktūras parādīšanos un tādu kristālu augšanas tehnoloģiju kā metāla organisko ķīmisko tvaiku nogulsnēšanās (MOCVD) un molekulāro staru epiteksijas (MBE) attīstību, acīmredzami tiek samazināta LD sliekšņa strāva, ievērojami uzlabojas konversijas efektivitāte un izejas jauda. uzlabota viena pusvadītāja lāzera bloku izejas jauda no 1W līdz 2W. Viena LD nepārtrauktas izejas jauda no 100mw līdz 200mw.90 gadiem, lāzera diode ražošanas tehnoloģija un ražošanas process pakāpeniski nobriest, dzīve, uzticamība ir ievērojami uzlabojusies, kas ir īpaši pamanāma DPL izstrādē un jaunu progresu pielietošanā. 1992, viena joslas diodes lāzers Amerikas Savienotajās Valstīs Lorāns - Rivermoras Nacionālā laboratorija veiksmīgi izstrādāja kilovatklases lieljaudas viena joslas diode lāzeru. 1994. gadā ASV Enerģētikas departaments paziņoja par" National Ignition Facility" programmu. 2001 Akiyama et al. Izmantoja trīsceļu sānos sūknētu Nd: YAG lāzeru, lai iegūtu 5,4kW lāzera jaudu ar elektrooptiskās konversijas efektivitāti 22%. 2002. gadā Amerikas Savienoto Valstu TRW uzņēmums izstrādāja 5,4 kW izejas lāzera diodes sūknēto Nd: YAG lāzeru. 2006. gadā Amerikas Savienotās Valstis Nordisk veiksmīgi sasniedza 19kW lāzera jaudu. Kopumā DPL ir visdinamiskākais un daudzsološākais cietvielu lāzeros.

Tā kā ar diode sūknēto lāzeru ir lielas jaudas, tālās gaismas kvalitātes izejas, maza termiskā efekta, augstas efektivitātes un kompaktas ierīces struktūras priekšrocības, tas kļūst par informācijas tehnoloģiju galveno ierīci. Tā plašā pielietojuma klāsts, plašs viļņu garuma diapazons, attīstības ātrums ir cita veida lāzeri.

Pašlaik cietvielu lāzeru ar diodēm sūknēšana ir ļoti plaša, piemēram, militārā, medicīnas, rūpniecības un citās jomās.

Militāro pielietojumu jomā: lāzera izejas jauda turpina uzlaboties, pakāpeniskas uzlabošanās gaismas kvalitāte, DPL militārajā jomā arvien plašāk. Izmantojot galveno tehnoloģiju, lai sasniegtu lielu izrāvienu, augstas enerģijas lāzera ieroči kļūst par tiešu letālu ieroci. 2002. gadā Amerikas Savienotās Valstis veiksmīgi ielādēja militārajiem transportlīdzekļiem 0,5kW cietvielu lāzerus, kurus izmantoja militārajai mīnu likvidēšanai, kas pazīstami kā Zeus' mīnu likvidēšanas transportlīdzekļi ar nelielu izmēru, drošību, augstu ātru mobilitāti un atmīnēšanas ātrumu. ASV armija slavē. Lieljaudas lāzera ieročiem ar augstu precizitāti, ātrumu, zemu piesārņojumu, elastīgām un citām priekšrocībām, Single Bar Diode Laser fotoelektriskajā konfrontācijā, lāzera cieto un mīksto nogalināšanu, lāzera žalūziju un citās jomās ir plašs pielietojums. ASV armija ir izstrādājusi stratēģiju augstas enerģijas lāzera ieroču izstrādei dažādās platformās, ieskaitot pamatu, kosmosā izvietotus augstas enerģijas lāzera ieroču attīstības plānus, uz kuģa izvietotus augstas enerģijas lāzera ieroču attīstības plānus un gaisā izvietotu augstas enerģijas lāzeru ieroču izstrādi. plāni. ASV Gaisa spēku' gaisā esošā lāzera tehnoloģija un Armijas' mobilā taktiskā augstas enerģijas lāzera programma ir vērojama uz viena joslas diode lāzera un vispirms mērķē uz 20kW 100kW mērķiem.

Medicīnisko pielietojumu jomā: plaši izmantots lāzers ādas skaistumkopšanā, zobārstniecībā, LOR, ķirurģijā, oftalmoloģijā, neiroķirurģijā, sirds un asinsvadu sistēmā un tā tālāk. Lāzera ārstēšanas instrumentu priekšrocības ir: precizitāte, kontrolējama, ārstēta brūces trauma, mazāka asiņošana, bezkontakts bez infekcijas un minimāli bojājumi audiem ap griezumu. Medicīniskajiem lāzeriem nepieciešama stabilitāte un ilgāks kalpošanas laiks. Reizinot un sajaucot, ar LD vai zibspuldzes Nd: YAG lāzeri var panākt vairāku viļņu garuma pārveidošanu, izmantojot optisko šķiedru pārraidi ķirurģijai. Tomēr cietā lāzera barotnes termisko sagrozījumu un zibspuldzes novecošanas dēļ radīsies lielas gaismas intensitātes svārstības, pasliktinoties tā gaismas kvalitātei un nepieciešamībai izmantot milzīgu barošanas un ūdens dzesēšanas sistēmu, kas ierobežo tā izmantošanu. Tā kā 80% bioloģisko audu veido ūdens, vienas joslas diodes lāzers LD, kas sūknēts ar Er, Tm, Ho, bioloģiskie audi var stipri absorbēt viļņa garumu 2 ~ 3 nm infrasarkanajā cietajā lāzerā, iespiešanās dziļums ir relatīvi sekla, tas nenotiks karbonizācija un neizraisīs molekulāro saišu pārtraukumus, kas ir ideāli piemērots sirds un asinsvadu ķirurģijai un tuvredzības operācijām. Medicīnisko lāzeru iekārtu nākotne būs vērsta uz lielāku enerģiju, vieglāk darbināmu, stabilāku, sarežģītāku un citu virzienu.